ЕЛЕКТРОННА БУДОВА АТОМА, БУДОВА АТОМА, Хімія, універсальний довідник

06.10.2015

Хімія — універсальний довідник

БУДОВА АТОМА

ЕЛЕКТРОННА БУДОВА АТОМА

Хімічні властивості визначаються електронною будовою атома.

Описати електронна будова атома — це значить, перш за все, відзначити розподіл електронної густини близько ядра, тобто визначити ділянку простору, де можуть знаходитися електрони даного атома.

Але для повного опису електронної будови атома цього недостатньо. Найважливішою характеристикою руху електрона на даної орбіталі є енергія тяжіння його ядром або енергія зв’язку його з ядром.

В атомі Водню енергія зв’язку електрона з протоном в розрахунку на 1 моль речовини становить -1300 кДж. (Енергії тяжіння приписується знак мінус, тому що вона пропорційна добутку величин зарядів притягуються, знаки яких протилежні («+» і «-»), отже, їх твір негативний).

Заряд ядра атома Гелію (+2) більший, ніж атома Водню (+1). Отже, і енергія тяжіння більше; оскільки два електрони, наявні в атомі Гелію, відштовхуються один від одного, їх енергія зв’язку з ядром менше подвоєної енергії зв’язку електрона в атомі Водню і становить -2400 кДж/моль.

Посилення зв’язку з ядром призводить до наближення електронів до ядра, тому ділянку простору, де рухаються електрони атома Не (тобто відповідна орбіталь), більш стисла. Атом Гелію менше атом Водню. Радіус сфери, де в основному знаходяться електрони, дорівнює 0,06 нм.

Наступний за складністю будови — атом Літію, що має три електрони. Два з них займають таку ж орбіталь, як і електрони в атомах Н та Не тільки ця орбіталь ще більш стиснута біля ядра). А третього електрона тут бути не може. Нагадаємо — на одній орбіталі може бути не більше двох електронів, тому третій електрон повинен знаходитись на іншій орбіталі. Ця орбіталь також є сферою, тільки значно більшого радіуса.

Енергія зв’язку з ядром третього електрона (надалі будемо називати просто «енергія електрона») набагато менше (по модулю), ніж перших двох, що знаходяться ближче до ядра: значення енергій складають -520 і -7000 кДж/моль відповідно. У даному випадку говорять, що електрон знаходиться на іншому енергетичному рівні. Позначимо найближчий до ядра рівень № 1, тоді третій електрон в атомі Літію знаходиться на рівні № 2, або просто — на 2-му рівні.

Орбіталі, мають сферичну форму, називаються s-орбіталями. В атомі Водню електрон знаходиться на 1 s-орбіталі (1 — номер рівня, s — назва орбіталі). В атомі Не обидва електрони знаходяться на такому ж 1 s-орбіталі. В атомі L і два електрони займають і один електрон — 2 s-орбіталь.

Тепер легко описати електронну будову атома елемента, наступного за Літієм, — Берилію. У нього є чотири електрони. Два з них займають 1 s-орбіталь і дві — 2 s-орбіталь. Порівняно з атомом Літію атом Берилію менше, оскільки має великий заряд ядра, що сильніше стискає орбіталі, ніж у випадку з Літієм.

Таким чином, в атомі Берилію 1 s 2 s-орбіталі виявляються повністю зайнятими, тому в атомі наступного елемента — Бору додатковий п’ятий електрон повинен зайняти нову орбіталь.

На відміну від стану електрона на першому енергетичному рівні, на якому є тільки одна орбіталь, а саме 1 s. на другому рівні, більш віддаленої від ядра, рух електронів може описуватися двома різними способами. На другому енергетичному рівні є два види орбіталей. З одним із них ви вже знайомі — це сферична s-орбіталь. Інший вид орбіталей — р-орбіталі, мають форму об’ємної вісімки (або гантелі). На кожному енергетичному рівні (крім першого) є по три р-орбіталі, вони взаємно перпендикулярно орієнтовані в просторі вздовж осей х, у і z відповідно позначаються рх. р , р z .

На кожній р-орбіталі (як і на s — і будь-яких інших) може перебувати не більше двох електронів. Всього, таким чином, на 2-му енергетичному рівні може бути не більше восьми електронів (два електрона на 2 s-орбіталі і по два електрони на кожній з трьох 2р-орбіталей), на відміну від першого рівня, де є тільки одна орбіталь.

р-Орбіталі послідовно заповнюються в атомах наступних за Берилієм елементів: В. Аж до Неону N е. Розподіл електронів в атомі Неону (10 електронів) можна записати формулою:

ЕЛЕКТРОННА БУДОВА АТОМА, БУДОВА АТОМА, Хімія, універсальний довідник

що означає, що на 1-му рівні на 1 s-орбіталі знаходяться два електрона, на 2-му рівні на 2 s-орбіталі — два електрони і на 2р-орбіталях — шість електронів.

Поданий запис електронної будови називається електронною формулою атома.

У атома наступного після Неону елемента — Натрію — додається ще один електрон. Але всі орбіталі перших двох рівнів заповнені, і цей електрон займає s-орбіталь 3-го рівня — З s-орбіталь. Вона знаходиться ще далі від ядра, енергія зв’язку цього електрона з ядром ще менше, ніж у електронів на 1 s 2 s-орбіталях.

Короткий опис статті: будова атома хімія ЕЛЕКТРОННА БУДОВА АТОМА — БУДОВУ АТОМА — Хімія — універсальний довідник — сприяє швидкому повторенню будь-якої теми з хімії, підготовці до контрольних робіт і заліків, випускних та вступних іспитів, ЗНО та ДПА ЕЛЕКТРОННА БУДОВА АТОМА, БУДОВА АТОМА, Хімія, універсальний довідник

Джерело: ЕЛЕКТРОННА БУДОВА АТОМА — БУДОВУ АТОМА — Хімія — універсальний довідник

Також ви можете прочитати